特許 7517424 現像装置およびこれを備えた画像形成装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-07-08

(45)【発行日】2024-07-17

(54)【発明の名称】現像装置およびこれを備えた画像形成装置

(51)【国際特許分類】

   G03G 15/08 20060101AFI20240709BHJP

【ＦＩ】

G03G15/08 226

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2022536347

(86)(22)【出願日】2021-07-12

(86)【国際出願番号】 JP2021026152

(87)【国際公開番号】W WO2022014534

(87)【国際公開日】2022-01-20

【審査請求日】2023-01-10

(31)【優先権主張番号】P 2020123084

(32)【優先日】2020-07-17

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000006150

【氏名又は名称】京セラドキュメントソリューションズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100111202

【弁理士】

【氏名又は名称】北村 周彦

(72)【発明者】

【氏名】前澤 宜宏

【審査官】小池 俊次

(56)【参考文献】

【文献】特開２００４－２４６３９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－０１０２１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－０３３００３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－２７６９４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－２４８４９０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０３Ｇ １５／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

非磁性一成分のトナーを収容する現像ハウジングと、
円筒形状を有する弾性体からなり、前記現像ハウジングに回転可能に支持され、所定の感光体ドラムに現像ニップ部において対向して配置され、周面に前記トナーを担持する現像ローラーと、
円筒形状を有する発泡弾性体からなり、前記現像ハウジングに回転可能に支持され、前記現像ローラーの周面に当接することで前記現像ローラーとの間で供給ニップ部を形成し、前記現像ローラーに前記トナーを供給する一方、前記現像ローラーから前記トナーを回収する、供給ローラーと、
前記供給ニップ部よりも前記現像ローラーの回転方向下流側で前記現像ローラーの周面に当接し、前記現像ローラー上の前記トナーの厚さを規制する層厚規制部材と、
を備え、
前記層厚規制部材が前記現像ローラーに当接していない状態において当該層厚規制部材を前記現像ローラーの軸方向から見た場合、前記層厚規制部材は、
前記現像ハウジングに固定される直線状の固定端部と、
前記固定端部から直線的に延びる基端側直線部と、
前記固定端部とは反対側で前記層厚規制部材の自由端を形成する、直線的に延びる先端側直線部と、
前記基端側直線部と前記先端側直線部とを接続するように互いに連続する２個の円弧部であって、当該２個の円弧部の曲率半径が前記先端側直線部に近いほど小さく設定されている、２個の円弧部と、
からなる形状を有し、
前記層厚規制部材が前記現像ローラーに当接した状態においては、前記基端側直線部が、前記固定端部に対して前記現像ローラーの回転方向上流側に屈曲するように変形し、前記２個の円弧部の境界部分を含む領域が前記現像ローラーの周面に面状に当接し、前記先端側直線部が前記現像ローラーの周面から離れる方向に向かって直線的に延び、
前記固定端部、前記基端側直線部、前記先端側直線部、前記２個の円弧部は同じ厚さを有している、
現像装置。

【請求項2】

前記層厚規制部材の前記現像ローラーへの押圧荷重は、４０～５０Ｎ／ｍであることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。

【請求項3】

前記層厚規制部材が前記現像ローラーに当接していない状態において当該層厚規制部材を前記現像ローラーの軸方向から見た場合、前記複数の円弧部はクロソイド曲線を形成している、請求項１に記載の現像装置。

【請求項4】

前記層厚規制部材は、ＪＩＳ Ｇ４３１３に規定されるＳＵＳ３０１－ＣＳＰに３／４・Ｈ、ＨおよびＥＨのうちのいずれかの調質処理が施されたもの、または、ＪＩＳ Ｇ４３１３に規定されるＳＵＳ３０４－ＣＳＰに３／４・ＨおよびＨのうちのいずれかの調質処理が施されたものから構成される、請求項１に記載の現像装置。

【請求項5】

前記トナーの９５℃における溶融粘度（Ｐａ・ｓ）が１００００以上２０００００以下の範囲に設定されている、請求項１に記載の現像装置。

【請求項6】

請求項１に記載の現像装置と、
表面に静電潜像が形成され、前記現像ローラーから前記トナーが供給される感光体ドラムと、を備える画像形成装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、非磁性一成分現像剤を用いて、感光体ドラム上に形成された静電潜像を現像する為の現像装置およびこの現像装置を備えた画像形成装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、プリンター等の画像形成装置に用いられ、非磁性一成分現像剤を用いて、感光体ドラム上に形成された静電潜像を現像する現像装置として、特許文献１に記載されているような現像装置が知られている。かかる現像装置は、現像ハウジングと、現像ローラーと、当該現像ローラーにトナーを供給する供給ローラーと、現像ローラー上のトナーの層厚を規制するトナー規制ブレード（層厚規制部材）と、を有する。トナー規制ブレードは、現像ローラーの回転方向下流側に向かって延びるように配置され、現像ローラーに当接するエッジ部を有する。トナー規制ブレードのエッジ部は、現像ローラーの回転方向上流側に向けて曲率半径が小さくなる複数の曲面で形成され、かつ、複数の曲面のうち下流側の曲面が現像ローラーに当接する。このため、トナー規制ブレードと現像ローラーとの接触幅が広く確保されつつ、搬送されるトナー量を低減させることができる。この結果、エッジ部の先端の弾性変形が小さくなり、摩耗が低減されることで、所望のトナー層を形成し、安定したトナー帯電量を得ることができる。

【0003】

また、特許文献２に開示された現像装置では、現像剤量規制ブレード（層厚規制部材）の先端部が全幅にわたって、現像剤担持体（現像ローラー）とは逆側に折り曲げられることで、ブレード先端形状の品質のバラつきが抑えられ、現像剤担持体上のトナー量がより均一に維持される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００１－３０５８５６号公報

【文献】特開２００７－２９３１０６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１に記載された技術では、層厚規制部材が、現像ローラーの回転方向下流側に向かって延びるように配置されているため、層厚規制部材が現像ローラーに当接することで形成される規制ニップ部に一度に多量のトナーが進入しやすく、規制ニップ部内でトナーが凝集しやすくなる。この結果、現像ローラー上ではトナーの凝集物の位置に応じて部分的に現像ローラー上のトナー層が薄層となるため、高い画像密度の画像（ベタ画像）を印字すると画像上にスジが発生しやすくなる。また、特許文献２に記載された技術では、層厚規制部材の折り曲げによってその剛性が高まるため、線圧が上がり規制ニップ部の幅が広くなる。このため、層厚規制部材が強い押圧力で現像ローラーに当接するため、層厚規制後の現像ローラー上のトナー量が少なくなりやすく、ベタ画像を連続印字する際に現像ローラーから感光体ドラムに消費されるべき量のトナーを層厚規制部材から現像ニップ部に供給することができず、追従性不良による濃度低下や濃度ムラといった画像欠陥が生じやすいという問題があった。

【0006】

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、規制ニップ部を通過する際にトナーが受けるストレスを低減しつつ、現像ローラーへのトナーの供給性を安定化させることで、ベタ画像における用紙先端と用紙後端との間の画像濃度差を低減することが可能な現像装置およびこれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一局面に係る現像装置は、非磁性一成分のトナーを収容する現像ハウジングと、円筒形状を有する弾性体からなり、前記現像ハウジングに回転可能に支持され、所定の感光体ドラムに現像ニップ部において対向して配置され、周面に前記トナーを担持する現像ローラーと、円筒形状を有する発泡弾性体からなり、前記現像ハウジングに回転可能に支持され、前記現像ローラーの周面に当接することで前記現像ローラーとの間で供給ニップ部を形成し、前記現像ローラーに前記トナーを供給する一方、前記現像ローラーから前記トナーを回収する、供給ローラーと、前記供給ニップ部よりも前記現像ローラーの回転方向下流側で前記現像ローラーの周面に当接し、前記現像ローラー上の前記トナーの厚さを規制する層厚規制部材と、を備え、前記層厚規制部材が前記現像ローラーに当接していない状態において当該層厚規制部材を前記現像ローラーの軸方向から見た場合、前記層厚規制部材は、前記現像ハウジングに固定される固定端部と、前記固定端部から前記現像ローラーの回転方向上流側の前記現像ローラーの周面に向かって直線的に延びる基端側直線部と、前記固定端部とは反対側で前記層厚規制部材の自由端を形成するとともに、前記現像ローラーの周面から離れる方向に向かって直線的に延びる先端側直線部と、前記基端側直線部と前記先端側直線部とを接続するように互いに連続する複数の円弧部であって、当該複数の円弧部の曲率半径が前記先端側直線部に近いほど小さく設定されている、複数の円弧部と、からなる形状を有する。

【0008】

本発明の一の局面に係る画像形成装置は、上記に記載の現像装置と、表面に静電潜像が形成され、前記現像ローラーから前記トナーが供給される感光体ドラムと、を備える。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、規制ニップ部を通過する際にトナーが受けるストレスを低減しつつ、現像ローラーへのトナーの供給性を安定化させることで、ベタ画像における用紙先端と用紙後端との間の画像濃度差を低減することが可能な現像装置およびこれを備えた画像形成装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の一実施形態に係る画像形成装置の内部構造を示す断面図である。

【図2】本発明の一実施形態に係る画像形成装置の感光体ドラムの周辺の断面図である。

【図3】本発明の一実施形態に係る現像装置の現像ローラーと供給ローラーとの間の供給ニップ部を拡大した断面図である。

【図4】本発明の一実施形態に係る現像装置の層厚規制部材の模式的な断面図である。

【図5】本発明の一実施形態に係る現像装置の層厚規制部材が現像ローラーに当接した状態を示す模式的な断面図である。

【図6】本発明の一実施形態に係る現像装置と比較される他の現像装置の層厚規制部材の模式的な断面図である。

【図7】本発明の一実施形態に係る現像装置と比較される他の現像装置の層厚規制部材が現像ローラーに当接した状態を示す模式的な断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、図面に基づいて、本発明の実施形態につき詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置１の内部構造を示す側断面図である。ここでは、画像形成装置１としてモノクロプリンターを例示するが、画像形成装置は、複写機、ファクシミリ装置、或いは、これらの機能を備える複合機であってもよく、またカラー画像を形成する画像形成装置であっても良い。

【0012】

画像形成装置１は、略直方体形状の筐体構造を有する本体ハウジング１０と、この本体ハウジング１０内に収容される給紙部２０、画像形成部３０、定着部４０と、を含む。

【0013】

本体ハウジング１０の前面側には前カバー１１が、後面側には後カバー１２が各々備えられている。後カバー１２は、シートジャムやメンテナンスの際に開放されるカバーである。また、本体ハウジング１０の上面には、画像形成後のシートが排出される排紙部１３が備えられている。前カバー１１と、後カバー１２と、排紙部１３とによって画定される内部空間Ｓに、画像形成を実行するための各種装置が内装される。

【0014】

給紙部２０は、画像形成処理が施されるシートを収容する給紙カセット２１を含む。この給紙カセット２１は、その一部が本体ハウジング１０の前面からさらに前方に突出している。給紙カセット２１のうち、本体ハウジング１０内に収容されている部分の上面は、給紙カセット天板２１Ｕによって覆われている。給紙カセット２１には、前記シートの束が収容されるシート収容空間、前記シートの束を給紙のためにリフトアップするリフト板等が備えられている。給紙カセット２１の後端側の上部にはシート繰出部２１Ａが設けられている。このシート繰出部２１Ａには、給紙カセット２１内のシート束の最上層のシートを１枚ずつ繰り出すための給紙ローラー２１Ｂが配置されている。

【0015】

画像形成部３０は、給紙部２０から送り出されるシートにトナー画像を形成する画像形成処理を行う。画像形成部３０は、感光体ドラム３１と、この感光体ドラム３１の周囲に配置された、帯電装置３２、露光装置（図２には表れていない）、現像装置３３、転写ローラー３４と、を含む。

【0016】

感光体ドラム３１は、回転軸と、回転軸回りに回転する円筒面と、を備える。円筒面には、静電潜像が形成されるとともに、該静電潜像に応じたトナー像が円筒面に担持される。感光体ドラム３１としては、ＯＰＣ感光体ドラムを用いることができる。

【0017】

帯電装置３２は、感光体ドラム３１の表面を均一に帯電するものであって、感光体ドラム３１に対して所定の間隔をおいて配置され、かつ、所定の電圧が印加されることで放電するスコロトロンを含む。

【0018】

露光装置は、レーザー光源とミラーやレンズ等の光学系機器とを有し、感光体ドラム３１の周面に、パーソナルコンピューター等の外部装置から与えられる画像データに基づいて変調された光を照射して、静電潜像を形成する。

【0019】

現像装置３３は、感光体ドラム３１上の前記静電潜像を現像してトナー像を形成するために、感光体ドラム３１の周面にトナーを供給する。

【0020】

転写ローラー３４は、感光体ドラム３１の周面に形成されたトナー像をシート上に転写させるためのローラーである。転写ローラー３４は、感光体ドラム３１の円筒面に当接し、転写ニップ部を形成している。この転写ローラー３４には、トナーと逆極性の転写バイアスが与えられる。

【0021】

定着部４０は、転写されたトナー像をシート上に定着する定着処理を行う。定着部４０は、加熱源を内部に備えた定着ローラー４１と、この定着ローラー４１に対して圧接され、定着ローラー４１との間に定着ニップ部を形成する加圧ローラー４２とを含む。トナー像が転写されたシートが前記定着ニップ部に通紙されると、トナー像は、定着ローラー４１による加熱および加圧ローラー４２による押圧により、シート上に定着される。なお、本実施形態では、現像装置３３において使用される非磁性一成分トナーの９５℃における溶融粘度（Ｐａ・ｓ）が１００００以上２０００００以下の範囲に設定されている。

【0022】

本体ハウジング１０内には、シートを搬送するために、主搬送路２２Ｆ及び反転搬送路２２Ｂが備えられている。主搬送路２２Ｆは、給紙部２０のシート繰出部２１Ａから画像形成部３０及び定着部４０を経由して、本体ハウジング１０上面の排紙部１３に対向して設けられている排紙口１４まで延びている。反転搬送路２２Ｂは、シートに対して両面印刷を行う場合に、片面印刷されたシートを主搬送路２２Ｆにおける画像形成部３０の上流側に戻すための搬送路である。

【0023】

主搬送路２２Ｆは、感光体ドラム３１および転写ローラー３４によって形成される転写ニップ部を、下方から上方に向かって、通過するように延設される。また、主搬送路２２Ｆの、転写ニップ部よりも上流側には、レジストローラー対２３が配置されている。シートは、レジストローラー対２３にて一旦停止され、スキュー矯正が行われた後、画像転写のための所定のタイミングで、前記転写ニップ部に送り出される。主搬送路２２Ｆ及び反転搬送路２２Ｂの適所には、シートを搬送するための搬送ローラーが複数配置されており、例えば排紙口１４の近傍には排紙ローラー対２４が配置されている。

【0024】

反転搬送路２２Ｂは、反転ユニット２５の外側面と、本体ハウジング１０の後カバー１２の内面との間に形成されている。なお、反転ユニット２５の内側面には転写ローラー３４及びレジストローラー対２３の一方のローラーが搭載されている。後カバー１２及び反転ユニット２５は、それらの下端に設けられた支点部１２１の軸回りに各々回動可能である。反転搬送路２２Ｂにおいてシートジャムが発生した場合、後カバー１２が開放される。主搬送路２２Ｆでシートジャムが発生した場合、或いは感光体ドラム３１のユニットや現像装置３３が外部に取り出される場合には、後カバー１２に加えて反転ユニット２５も開放される。

【0025】

図２は、感光体ドラム３１の周辺の構造を示す断面図である。本実施形態では、感光体ドラム３１の後方において転写ローラー３４が感光体ドラム３１に当接するように配置され、感光体ドラム３１の前方かつ上方において帯電装置３２が所定の間隔をおいて感光体ドラム３１に対向するように配置されている。感光体ドラム３１と転写ローラー３４との間には、転写ニップ部が形成され、当該転写ニップ部を図２の矢印のようにシートが通過する。この際、感光体ドラム３１からシートにトナー像が転写される。

【0026】

現像装置３３は、感光体ドラム３１の前方かつ下方において、感光体ドラム３１に対向するように配置されている。現像装置３３は、現像ハウジング３３０と、現像ローラー３３１と、供給ローラー３３２と、攪拌パドル３３３と、規制ブレード３３４（層厚規制部材）と、ロワーシール３３５（シール部材）と、を有する。

【0027】

現像ハウジング３３０は、内部に非磁性一成分トナーを収容する。現像ハウジング３３０は、ハウジング本体３３０Ａと、ハウジング蓋部３３０Ｂとを有する。図２に示すように、現像ハウジング３３０の後端部には現像ローラー３３１の一部を感光体ドラム３１側に露出させるための開口部が形成されている。

【0028】

現像ローラー３３１は、現像ハウジング３３０に回転可能に支持され、トナーを担持する周面を有している。現像ローラー３３１は、感光体ドラム３１に当接し、トナーを感光体ドラム３１に供給するための現像ニップ部を感光体ドラム３１とともに形成している。現像ローラー３３１では、ＳＵＳ材またはＳＵＭ材のシャフトの周囲に、円筒状のゴム層（弾性体）が形成されている。当該ゴム層は一例としてＮＢＲ（Ｎｉｔｒｉｌ－Ｂｕｔａｄｉｅｎｅ Ｒｕｂｂｅｒ）ゴムからなる。また、前記ゴム層の表面に所定のコート層が形成されてもよい。本実施形態では、現像ローラー３３１の表面の硬度が、Ａｓｋｅｒ－Ｃ硬度で５０以上８０以下の範囲に設定されている。

【0029】

供給ローラー３３２は、現像ローラー３３１の前方かつ下方において現像ローラー３３１に対向するように配置され、現像ハウジング３３０に回転可能に支持されている。供給ローラー３３２は、現像ローラー３３１に当接し、トナーを現像ローラー３３１に供給するための供給ニップ部を形成している。供給ローラー３３２は、金属製の所定のシャフト（軸部材）の周囲に円筒状のウレタンスポンジまたは発砲スポンジ（いずれも弾性発泡体）が固定されることで形成される。本実施形態では、供給ローラー３３２の表面の硬度が、Ａｓｋｅｒ－ＦＰ硬度で４０以上６０以下の範囲に設定されている。また、前記供給ニップ幅は、径方向に沿って見た場合、回転方向において０．２ｍｍ以上１．５ｍｍ以下の範囲に設定されている。

【0030】

攪拌パドル３３３は、供給ローラー３３２の前方において現像ハウジング３３０に回転可能に支持されている。攪拌パドル３３３は、図２に示すように断面視でＬ字状のシャフトと、当該シャフトから径方向に延びるように配置されたＰＥＴフィルムとを含む。

【0031】

なお、図２には、画像形成装置１においてシートに対する画像形成動作が行われる際の現像ローラー３３１、供給ローラー３３２および攪拌パドル３３３の回転方向が図示されている。現像ローラー３３１は、その表面が現像ニップ部において感光体ドラム３１の表面と同じ方向に移動するように回転する。一例として、現像ローラー３３１の感光体ドラム３１に対する周速比は、１．５５倍に設定されている。供給ローラー３３２は、その表面が現像ローラー３３１の表面とは逆方向に移動するように回転する。現像ローラー３３１の供給ローラー３３２に対する周速比は１．５５倍に設定されている。攪拌パドル３３３は、現像ハウジング３３０内のトナーを掬い上げながら供給ローラー３３２に供給するように回転する。

【0032】

規制ブレード３３４は、前記供給ニップ部よりも現像ローラー３３１の回転方向下流側かつ前記現像ニップ部よりも現像ローラー３３１の回転方向上流側において、現像ローラー３３１の表面（周面）に当接している。規制ブレード３３４は、現像ローラー３３１の回転方向上流側に向かって傾斜するように現像ハウジング３３０に固定されている。規制ブレード３３４は、現像ローラー３３１上のトナーの厚さ（層厚）を規制する。

【0033】

ロワーシール３３５は、規制ブレード３３４とは反対側で現像ローラー３３１とハウジング本体３３０Ａとの間の隙間を塞ぐようにハウジング本体３３０Ａに支持されている。ロワーシール３３５の先端部は現像ローラー３３１の表面に当接している。

【0034】

本実施形態では、図２に示すように、感光体ドラム３１と転写ローラー３４とによって形成される転写ニップ部から見て、感光体ドラム３１の回転方向下流側には帯電装置３２が配置されており、公知のクリーニング装置が備えられていない、いわゆるクリーナレス構成が採用されている。すなわち、転写ニップ部において感光体ドラム３１からシートにトナー像が転写されると、未転写トナーが感光体ドラム３１上に残存する。当該未転写トナーは、帯電装置３２を通過して、現像装置３３の現像ローラー３３１によって感光体ドラム３１から回収される。この際、シートに対して連続的に画像（トナー像）が形成される場合には、現像ローラー３３１は感光体ドラム３１から未転写トナーを回収する一方、感光体ドラム３１上の静電潜像にトナーを供給する。

【0035】

一方、供給ローラー３３２は、前記供給ニップ部において現像ローラー３３１に新しいトナーを供給する一方、現像ローラー３３１から感光体ドラム３１に供給されなかったトナーを現像ローラー３３１から回収する。

【0036】

図３は、本発明の一実施形態に係る現像装置３３の現像ローラー３３１および供給ローラー３３２の対向部を拡大した断面図である。本実施形態では、現像ローラー３３１の表面が供給ローラー３３２の表面に食い込み量Ｈだけ食い込むように現像ローラー３３１および供給ローラー３３２のシャフトがそれぞれ現像ハウジング３３０に支持されている。この結果、現像ローラー３３１と供給ローラー３３２との間には、互いの回転方向に沿って所定の幅を有する供給ニップ部ＳＮが形成される。なお、現像ローラー３３１の硬度よりも供給ローラー３３２の硬度が低いため、図３に示すように、主に供給ローラー３３２の表面が変形することで、前記供給ニップ部ＳＮが形成される。したがって、現像ローラー３３１および供給ローラー３３２がそれぞれ回転すると、供給ローラー３３２によって搬送されるトナーが供給ニップ部ＳＮの上流側で滞留し、トナー溜まりＴＮが形成される。当該トナー溜まりＴＮによって、感光体ドラム３１上に高濃度の画像が形成される場合でも、供給ローラー３３２から現像ローラー３３１に安定してトナーを供給することができる。

【0037】

一方、現像ローラー３３１と供給ローラー３３２とが、断面視において点接触で互いに接触する場合、図３に示すようなトナー溜まりＴＮが充分に形成されないため、トナーの供給性が著しく低下することがある。

【0038】

このため、適度な食い込み量Ｈになるように現像ローラー３３１と供給ローラー３３２の軸間距離（シャフト間距離）やそれぞれの直径が設定されることが望ましい。現像ローラー３３１の硬度は、感光体ドラム３１という硬い部材と接触するために、Ａｓｋｅｒ－Ｃ硬度で５０以上８０以下の範囲に設定される。したがって、図３のように現像ローラー３３１が供給ローラー３３２にめり込んだ構成とするためには、供給ローラー３３２の硬度が現像ローラー３３１の硬度よりも低く設定されることが望ましい。

【0039】

図４は、本実施形態に係る現像装置３３の規制ブレード３３４の模式的な断面図である。図５は、本実施形態に係る現像装置３３の規制ブレード３３４が現像ローラー３３１に当接した状態を示す模式的な断面図である。一方、図６は、本実施形態に係る現像装置３３と比較される他の現像装置の規制ブレード３３４Ｚの模式的な断面図である。図７は、本実施形態に係る現像装置３３と比較される他の現像装置の規制ブレード３３４Ｚが現像ローラー３３１に当接した状態を示す模式的な断面図である。

【0040】

図４を参照して、本実施形態では、規制ブレード３３４が現像ローラー３３１に当接していない状態において、当該規制ブレード３３４を現像ローラー３３１の軸方向から見た場合、規制ブレード３３４は、固定端部３３４Ｔ（図５）と、基端側直線部Ａと、先端側直線部Ｂと、第１円弧部Ｃと、第２円弧部Ｄと、を有している。

【0041】

固定端部３３４Ｔは、規制ブレード３３４のうち現像ハウジング３３０に固定される部分であって、現像ハウジング３３０に固定された支持部材３３４Ｓに支持される。なお、図２では、支持部材３３４Ｓが複数の部材によって構成されているが、支持部材３３４Ｓは単一の部材であってもよい。

【0042】

基端側直線部Ａは、規制ブレード３３４のうち、固定端部３３４Ｔから現像ローラー３３１の回転方向上流側の現像ローラー３３１の周面に向かって直線的に延びる部分である。

【0043】

先端側直線部Ｂは、規制ブレード３３４のうち、固定端部３３４Ｔとは反対側で規制ブレード３３４の自由端を形成するとともに、現像ローラー３３１の周面から離れる方向に向かって直線的に延びる部分である。

【0044】

第１円弧部Ｃおよび第２円弧部Ｄは、基端側直線部Ａと先端側直線部Ｂとを接続するように互いに連続する複数の円弧部である。当該複数の円弧部の曲率半径は、先端側直線部Ｂに近いほど小さく設定されている。すなわち、図４の第２円弧部Ｄの曲率半径は、第１円弧部Ｃの曲率半径よりも小さい。

【0045】

規制ブレード３３４が支持部材３３４Ｓによって支持されると、図５に示すように、規制ブレード３３４の第１円弧部Ｃおよび第２円弧部Ｄが現像ローラー３３１の周面に当接し、規制ニップ部Ｐを形成する。供給ローラー３３２から現像ローラー３３１に供給されたトナーは、規制ニップ部Ｐにおいて規制され、感光体ドラム３１と現像ローラー３３１とが互いに対向する現像ニップ部に供給される。

【0046】

上記のような構成によれば、規制ブレード３３４の複数の円弧部（第１円弧部Ｃ、第２円弧部Ｄ）の曲率半径が先端側直線部Ｂに近いほど小さく設定されている。換言すれば、複数の円弧部の曲率半径が現像ローラー３３１の回転方向下流側に向かって大きく設定されている。このため、規制ニップ部Ｐの周辺では、複数の円弧部がトナー層を現像ローラー３３１の周面に向かって面状に押圧しながら、トナー層を各円弧形状によって徐々に規制することができる。この結果、トナーが規制ニップ部Ｐにスムーズに進入しやすくなる。この際、規制ブレード３３４の基端側直線部Ａが、固定端部３３４Ｔから現像ローラー３３１の回転方向上流側の現像ローラー３３１の周面に向かって直線的に延びているため、規制ブレード３３４が現像ローラー３３１の回転方向下流側に向かって延びるように配置されている場合と比較して、規制ニップ部Ｐに一度に多量のトナーが進入することが抑制され、規制ニップ部Ｐ内でトナーが凝集することが抑止される。また、上記の構成では、複数の円弧部のうち曲率半径の小さな円弧部が上流側に配置されているため、上記のようにトナーが規制ニップ部Ｐにスムーズに進入しつつ、余剰のトナーは上流側の円弧部の形状および先端側直線部Ｂに沿って現像ローラー３３１の周面から離れるように流れやすく、規制ニップ部Ｐの上流側に多量のトナーが滞留することが抑止される。このような動的なトナーの流れによって、供給ローラー３３２から現像ローラー３３１に供給されたトナーが規制ニップ部Ｐを通過しやすく、ベタ画像の用紙先端から用紙後端にかけて、現像ニップ部にトナーを安定して供給し続けることができる。この結果、規制ニップ部Ｐを通過する際にトナーが受けるストレスを低減しつつ、現像ローラー３３１へのトナーの供給性を安定化させることで、ベタ画像における用紙先端と用紙後端との間の画像濃度差を低減することが可能となる。

【0047】

更に、本実施形態では、規制ブレード３３４が現像ローラー３３１に当接していない状態において当該規制ブレード３３４を現像ローラー３３１の軸方向から見た場合、前記複数の円弧部（第１円弧部Ｃ、第２円弧部Ｄ）はクロソイド曲線を形成している。すなわち、第１円弧部Ｃと第２円弧部Ｄとの境界部分を含むように、第１円弧部Ｃの接線の傾きおよび第２円弧部Ｄの接線の傾きが連続的に設定されている。なお、第１円弧部Ｃと基端側直線部Ａとの境界部分、第２円弧部Ｄと先端側直線部Ｂとの境界部分についても同様である。

【0048】

このような構成によれば、複数の円弧部が互いの接線の傾きが連続的に変化するように接続されているため、隣接する円弧同士の境界部分でトナーの流れが不安定になることが抑止されるとともに、規制ニップ部Ｐ周辺におけるトナーのストレスが更に低減される。

【0049】

そして、現像装置３３が組み立てられた状態、すなわち、規制ブレード３３４が現像ローラー３３１に当接した状態では、規制ブレード３３４のうち第１円弧部Ｃの一部および第２円弧部Ｄの一部が現像ローラー３３１の周面にそれぞれ当接するように、支持部材３３４Ｓが規制ブレード３３４の固定端部３３４Ｔを支持している。すなわち、本実施形態では、第１円弧部Ｃおよび第２円弧部Ｄの境界部分を含む領域が現像ローラー３３１の周面に幅をもって当接している。

【0050】

このような構成によれば、規制ニップ部Ｐでは、複数の円弧部がトナー層を現像ローラー３３１の周面に向かって面状に安定して押圧することができるため、トナー層を各円弧形状によって徐々に規制することが更に安定して実現される。この結果、トナーが規制ニップ部Ｐに更にスムーズに進入しやすくなる。

【0051】

なお、本実施形態に係る規制ブレード３３４は、ＪＩＳ Ｇ４３１３に規定されるＳＵＳ３０１－ＣＳＰに３／４・Ｈ、ＨおよびＥＨのうちのいずれかの調質処理が施されたもの、または、ＪＩＳ Ｇ４３１３に規定されるＳＵＳ３０４－ＣＳＰに３／４・ＨおよびＨのうちのいずれかの調質処理が施されたものから構成される。

【0052】

このような構成によれば、規制ブレード３３４としてバネ用ステンレス材に所定の調質処理を施されたものを使用することで、バネ性を維持しつつ規制ブレード３３４の硬さが増すことが可能となる。この結果、トナーの層厚規制機能を長期に亘って安定して維持することができる。

【0053】

更に、現像装置３３において使用される非磁性一成分トナーの９５℃における溶融粘度（Ｐａ・ｓ）が１００００以上２０００００以下の範囲に設定されることが更に望ましい。この場合、トナーをシートに定着させるために、定着部４０に入力する電力を低減することが可能となる。一方、このように溶融粘度が比較的低く装置内の温度によって粘性が増加しやすいトナーであっても、規制ブレード３３４が前述のような形状を有していることで、規制ニップ部Ｐを通過する際にトナーが受けるストレスを低減しつつ、現像ローラー３３１へのトナーの供給性を安定化させることができる。このため、ベタ画像を連続して印字した場合における濃度低下や濃度ムラのような画像欠陥を低減することが可能となる。

【0054】

また、上記のような現像装置３３を有する画像形成装置１では、非磁性トナーを用いて、規制ニップ部を通過する際にトナーが受けるストレスを低減しつつ、現像ローラーへのトナーの供給性を安定化させることで、ベタ画像における用紙先端と用紙後端との間の画像濃度差を低減することが可能となる。

【実施例】

【0055】

次に、現像装置３３の好ましい態様について、実施例をもとに説明する。なお、以後の各実験は、下記の実験条件にて行った。
＜実験条件について＞
・感光体ドラム３１：ＯＰＣドラム
・感光体ドラム３１の回転数：１１８ｒｐｍ
・現像ローラー３３１の回転数：２６７ｒｐｍ
・感光体ドラム３１に対する現像ローラー３３１の周速比：１．５５
・現像バイアスＤＣ成分：３００Ｖ
・供給バイアスＤＣ成分：４００Ｖ
・感光体ドラム３１の表面電位：６５０Ｖ
・現像ローラー３３１の直径：１３ｍｍ
・現像ローラーのＡｓｋｅｒ－Ｃ硬度：７０
・供給ローラー３３２の直径：１３ｍｍ
・感光体ドラム３１の直径：２４ｍｍ
・非磁性トナーの平均粒子径：８．０μｍ（Ｄ５０）
・規制ブレード３３４
・・材料：ＳＵＳ３０４ ＣＳＰ １Ｈ、厚さ０．１ｍｍ
・・ブレード自由長：８．４ｍｍ
・・先端曲率半径：０．３ｍｍ
・・先端長さ：０．３ｍｍ、食い込み量：０．９ｍｍ
・・押圧荷重：４５Ｎ／ｍ
表１に、各実施例および比較例の詳細条件および実験結果を示す。比較例は、図６、図７に示す規制ブレード３３４Ｚを用いてベタ画像を印字したものであり、実施例は、図４、図５に示す本実施形態に係る規制ブレード３３４を用いてベタ画像を印字したものである。いずれも、用紙の先端および後端における濃度と各濃度の濃度差が測定されている。

【0056】

【表1】

【0057】

表１に示すように、比較例と比較して実施例では、用紙後端の画像濃度の低下が抑制され、全面にわたって安定した濃度を維持することができている。この結果は、トナーが潤沢に供給されるベタ画像の用紙先端では実施例と比較例との間でトナー搬送量の差が見られないものの、用紙後端においてトナー供給量が減ると規制ニップ部Ｐにおけるトナーの通過量に差が生じるためと推定される。比較例では、規制ニップ部Ｐの上流側でのトナーの滞留が多く、実施例では上記の滞留が少ないものと推定される。

【0058】

なお、上記と同様の評価結果（効果）が、現像ローラー３３１の直径が１１．０ｍｍ以上１５．０ｍｍの以下の範囲で再現された。同様に、上記と同様の評価結果（効果）が、現像ローラー３３１と供給ローラー３３２との周速比（現像ローラー３３１の方が高い周速度）が１．３以上１．８以下の範囲で再現された。

【0059】

以上、本発明の実施形態に係る現像装置３３およびこれを備えた画像形成装置１について説明した。本発明によれば、規制ニップ部を通過する際にトナーが受けるストレスを低減しつつ、現像ローラーへのトナーの供給性を安定化させることで、ベタ画像における用紙先端と用紙後端との間の画像濃度差を低減することが可能な現像装置およびこれを備えた画像形成装置が提供される。なお、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば次のような変形実施形態を採用することができる。

【0060】

（１）上記の実施形態では、画像形成装置１に１つの現像装置３３が備えられる態様にて説明したが、画像形成装置１は複数の色に応じた現像装置３３をそれぞれ有するカラー画像形成装置であってもよい。

【0061】

（２）上記の実施形態では、現像装置３３の現像ハウジング３３０が内部に非磁性トナーを貯留する態様にて説明したが、現像ハウジング３３０とは別に非磁性トナーを収容するトナーコンテナ、トナーカートリッジを有するものでもよい。

【0062】

（３）また、上記の実施形態では、規制ブレード３３４が２つの円弧部（第１円弧部Ｃ、第２円弧部Ｄ）を有する態様にて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。規制ブレード３３４は、３以上の円弧部を有するものでもよく、これらの円弧部がクロソイド曲線を形成していることが望ましい。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】